Ilmuwan Merancang Baterai-Natrium-ion Murah Dengan Bahan Elektroda Murah
Jan 26, 2026
Sebuah tim peneliti internasional telah merancang sistem penyimpanan baterai natrium-ion (SIB) berdasarkan bahan katoda tipe P2 yang dikenal sebagai Na0.67Mn0.33Ni0.33Fe0.33O2 dan anoda yang mengandalkan bahan karbon keras yang dibuat dari bunga lavender.
Konfigurasi sistem yang diusulkan ditujukan untuk{0}}fabrikasi berbiaya rendah sekaligus memastikan skalabilitas dan kelestarian lingkungan, karena kedua bahan elektroda digambarkan sebagai prekursor yang "dapat diakses secara luas".
"Keanekaragaman tanaman dan kapasitas produksi merupakan faktor penting yang mempengaruhi komersialisasi SIB, karena karbon keras yang berasal dari tanaman bersifat berkelanjutan dan ekonomis," jelas para peneliti. “Karbon keras yang berasal dari tumbuhan menjaga struktur mikro jaringan tumbuhan, sehingga meningkatkan penetrasi elektrolit dan difusivitas natrium.
Para ilmuwan memperkirakan produksi lavender global sekitar 1.000–1.500 ton per tahun. Namun, hanya sebagian kecil dari produksi ini yang dapat digunakan untuk bahan elektroda, karena hanya sisa bunga yang cocok untuk diubah menjadi karbon keras.
Mereka juga mencatat bahwa anoda karbon keras dan katoda tipe P2-dalam sel penuh memiliki reservoir natrium yang tidak mencukupi, sehingga menyebabkan kinerja elektrokimia yang buruk. "Penelitian ini mengatasi kesenjangan ini dengan mengevaluasi-kinerja sel penuh P2-Na0.67Mn0.9Ni0.1O2 ditambah dengan karbon keras yang berasal dari limbah bunga lavender di bawah pendekatan presodiasi yang berbeda," mereka menjelaskan lebih lanjut.
Para ilmuwan menggunakan difraksi sinar X-(XRD), pemindaian mikroskop elektron (SEM), spektroskopi fotoelektron sinar X-ray (XPS), Fourier-transformasi spektroskopi inframerah (FTIR), dan spektroskopi Raman untuk mengkarakterisasi katoda dan anoda sistem SIB dan menemukan bahwa katoda memiliki struktur P63/mmc heksagonal, sedangkan anoda menunjukkan karakteristik puncak karbon amorf yang luas.
SEM dan TEM mengungkapkan, khususnya, butiran katoda berukuran-mikrometer dan permukaan karbon keras yang berpori, dan EDS dan XPS menunjukkan bahwa material tersebut memiliki stabilitas struktural yang baik. Analisis lebih lanjut juga menunjukkan bahwa penggabungan nikel (Ni) meningkatkan kinerja struktural, elektronik, dan elektrokimia katoda.
Selain itu, pengujian elektrokimia menunjukkan kapasitas awal 200 mAh/g untuk katoda dan 360 mAh/g untuk anoda dengan retensi kapasitas 42% dan 67,4% setelah 100 siklus. Secara keseluruhan, doping Ni terbukti meningkatkan konduktivitas dan stabilitas katoda, dan anoda menunjukkan kinerja penyimpanan natrium yang baik, mendukung kinerja setengah-sel yang kuat dan potensi-sel penuh, menurut para peneliti.
"Studi komprehensif ini menyoroti potensi pengembangan SIB dengan-bahan elektroda yang murah dan ramah lingkungan," mereka menyimpulkan. “Optimalisasi strategi presodiasi menawarkan peluang bagi teknologi SIB komersial yang canggih dan terukur.”
Sistem ini dijelaskan dalam penelitian "Baterai ion-natrium-yang hemat biaya menggunakan katoda Na0.67Mn0.9Ni0.1O2 dan-limbah-bunga-karbon keras yang berasal dari karbon keras dengan pendekatan pra-perendaman komparatif", yang diterbitkan dalam Journal of Power Sources. Tim peneliti ini terdiri dari ilmuwan dari Universitas Inonu Turki, Universitas Teknik Istanbul, Universitas Malatya Turgut Ozal, dan Universitas Aksaray, serta dari Institut Sains dan Teknologi Korea dan Universitas Quaid-i{-Azam Pakistan, dan masih banyak lagi.
